JP2000218621A - 塩化ビニル系樹脂粒状体の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】造粒時に低温で十分に混練された塩化ビニル系
樹脂粒状体を長時間に亘って安定して製造することが出
来る塩化ビニル系樹脂粒状体の製造装置および当該製造
装置を使用した塩化ビニル系樹脂粒状体の製造方法を提
供する。 【解決手段】ギアポンプ（１０）と粉体搬送機（１）と
を直接的に一体化して成る塩化ビニル系樹脂粒状体の製
造装置、および、塩化ビニル系樹脂粉状体をそのまま又
は未溶融状態でギアポンプに圧入し、ギアポンプ内で剪
断混合を行なって押出造粒するに際し、上記の製造装置
を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塩化ビニル系樹脂
粒状体の製造装置および製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】塩化ビニル系樹脂は、耐熱性、耐候性、
耐衝撃性などの各種物性を改良するため、通常、熱安定
剤などの種々の添加剤が均一混合された粉状体（ドライ
ブレンド品）を造粒した粒状体（所謂ペレット又はコン
パウンド）として使用される。そして、造粒時に熱履歴
が少なく且つ良く剪断を掛けられた塩化ビニル系樹脂粒
状体は、低温成形が可能であり、成形品の表面外観およ
び物性の点でも優れる。従って、造粒時に低温で十分に
混練された塩化ビニル系樹脂粒状体が望まれる。

【０００３】本発明者は、特願平９−１９８９２９号に
おいて、塩化ビニル系樹脂粉状体をそのまま又は未溶融
状態でギアポンプに圧入し、ギアポンプ内で剪断混合を
行なって押出造粒する方法を提案した。この方法によれ
ば、造粒時に低温で十分に混練された塩化ビニル系樹脂
粒状体を製造することが可能である。

【０００４】ところで、上記の方法においては、ギアポ
ンプに粉状体を圧入する手段として押出機の様な粉体搬
送機を使用し、ギアポンプと粉体搬送機とを接続管（ア
ダプター）で連結して成る製造装置が使用されている。

【０００５】ところが、上記の様な製造装置による場合
は次の様な新たな問題が見い出された。すなわち、運転
時間の経過と共に塩化ビニル系樹脂粒状体の生産量（ギ
アポンプからの吐出量）が漸次低下すると共に粒状体を
使用した二次加工時における成形品の表面外観および物
性が低下し、長時間の安定した製造が出来ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、造粒時に低温で
十分に混練された塩化ビニル系樹脂粒状体を長時間に亘
って安定して製造することが出来る塩化ビニル系樹脂粒
状体の製造装置および当該製造装置を使用した塩化ビニ
ル系樹脂粒状体の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、種々検討を
重ねた結果、ギアポンプと粉体搬送機とを接続管（アダ
プター）で連結して成る製造装置を使用した場合の上記
の問題は、次の様に接続管に起因して惹起されるとの知
見を得た。

【０００８】すなわち、塩化ビニル系樹脂粒状体の製造
原料（造粒原料）の粉状体は、粉体搬送機から接続管を
介してギアポンプに搬送させる際、接続管の部分におい
ては、中央部の粉状体のみが移動して側壁部の粉状体は
殆ど移動しない。そして、時間の経過と共に接続管の側
壁部に滞留した粉状体の層厚さが大きくなり、接続管の
有効流路面積が小さくなる結果、粒状体の生産量が漸次
低下する。また、接続管の中央部を移動する粉状体と側
壁部に滞留した粉状体とは熱履歴が異なる。従って、こ
の様な熱履歴が異なる粉状体の混入により、得られる粒
状体の物性にバラツキが生じ、斯かる粒状体を使用した
場合は二次加工時における成形品の表面外観および物性
が低下する。

【０００９】本発明は、上記の知見に基にして更に検討
を重ねた結果完成されたものであり、その第１の要旨
は、ギアポンプと粉体搬送機とを直接的に一体化して成
ることを特徴とする塩化ビニル系樹脂粒状体の製造装置
に存し、第２の要旨は、塩化ビニル系樹脂粉状体をその
まま又は未溶融状態でギアポンプに圧入し、ギアポンプ
内で剪断混合を行なって押出造粒するに際し、上記の製
造装置を使用することを特徴とする塩化ビニル系樹脂粒
状体の製造方法に存する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て説明する。図１は、本発明に係る塩化ビニル系樹脂粒
状体の製造装置の一例の断面説明図である。

【００１１】先ず、本発明に係る塩化ビニル系樹脂粒状
体の製造装置（以下、単に「製造装置」と略記する）に
ついて説明する。本発明の製造装置は、図１に示す様
に、主として、粉体搬送機（１）、ギアポンプ（１
０）、ダイアダプター（１９）、ダイハウジング（２
１）、ダイプレート（２６）から構成されている。

【００１２】粉体搬送機（１）は、通常、基端側上部に
ホッパー（２）が設けられたシリンダー（３）の内部に
スクリュー（６）を配置して成る押出機にて構成され
る。シリンダー（３）は、ブラケット（７）によって支
持され、また、その周囲には加熱用ヒーター（４ａ）、
（４ｂ）、（４ｃ）が配置されている。なお、符号
（８）はブラケット取付ボルト、（９）はシリンダー取
付ボルトである。図示したスクリュー（６）は斜軸型で
あるが、ストレート型（平行型）であってもよい。スク
リュー（６）としては、後述のギアポンプ（１０）に粉
状体を圧入する際の効率の観点から、単軸より２軸が好
ましい。

【００１３】ギアポンプ（１０）は、ギアポンプハウジ
ング（１２）内に２基の対ギア（１３）、（１４）を備
えて構成されている。そして、各対ギア（１３）、（１
４）の周囲には、ギアポンプ温度調節機構（１５）が設
けられ、更に、中心部には、好ましい態様としてギア軸
温度調節機構（図示せず）が設けられている。これらの
温度調節機構の具体例としては、熱媒体方式、棒状ヒー
ター方式など挙げられるが、熱媒体方式が好ましい。な
お、符号（１６）はギア軸、（１７ａ）は樹脂圧力計、
（１８ａ）は樹脂温度計である。図示したギアポンプ
（１０）は、２基の対ギア（１３）、（１４）を備えて
いるが、対ギアは１基であってもよい。

【００１４】ダイアダプター（１９）は、ギアポンプ
（１０）の吐出側（対ギア（１４）側）のギアポンプハ
ウジング（１２）にダイアダプターボルト（２０）によ
って接続されている。符号（１７ｂ）は樹脂圧力計、
（１８ｂ）は樹脂温度計である。

【００１５】ダイハウジング（２１）は、ダイアダプタ
ー（１９）にダイハウジングボルト（２３）によって接
続され、ダイプレート（２６）は、ダイハウジング（２
１）にダイプレートボルト（２９）によって接続されて
いる。そして、ダイプレート（２６）にはダイ孔（３
０）が削設され、ダイハウジング（２１）内にはリング
状の冷・熱媒体配管（２２）が配置され、ダイプレート
（２６）には、センターコアースリーブ（２５）を外装
するセンターコア（２４）が貫通して配置されてダイプ
レートナット（２７）によって固定されている。なお、
符号（２８）はセンターコア用冷・熱媒体配管である。

【００１６】本発明の製造装置の特徴は、ギアポンプ
（１０）と粉体搬送機（１）を直接的に一体化して成る
点に存する。換言すれば、ギアポンプ（１０）と粉体搬
送機（１）とは、接続管を介することなしに、ギアポン
プハウジング（１２）に接続ボルト（１１）でシリンダ
ー（３）を直接的に接続することにより一体化される。

【００１７】本発明においては、図１に示す様に、ギア
ポンプハウジング（１２）の樹脂流路穴の内径をシリン
ダー（３）の内径と同一寸法の延長線上に位置する様な
大きさとし、そして、ギアポンプハウジング（１２）の
内部にまでスクリュー（６）の先端を位置させることに
より、一段目の対ギア（１３）の入口までシリンダー
（３）の一部を形成するのが好ましい。

【００１８】次に、本発明に係る塩化ビニル系樹脂粒状
体の製造方法について説明する。本発明においては、塩
化ビニル系樹脂粉状体をそのまま又は未溶融状態でギア
ポンプに圧入し、ギアポンプ内で剪断混合を行なって押
出造粒する。そして、この際、前記の製造装置を使用す
る。

【００１９】熱安定剤などの種々の添加剤が均一混合さ
れた塩化ビニル系樹脂粉状体（ドライブレンド品）は、
常法によって調製される。

【００２０】塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニル樹
脂の他、塩化ビニルを主体（５０モル%以上）とする共
重合体が挙げられる。これらは、懸濁重合法、塊状重合
法、微細懸濁重合法、乳化重合法などにより製造され
る。なお、塩化ビニル系樹脂粉状体は、通常、平均粒径
が５００μｍ以下であり、本発明においては、斯かる粉
状体から、平均粒径が通常１〜１０ｍｍ、好ましくは２
〜５ｍｍの粒状体を製造する。

【００２１】添加剤としては、熱安定剤の他、耐衝撃改
良剤、加工性改良剤、滑剤、充填剤、可塑剤、耐熱向上
剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、発泡剤、
難燃剤、顔料、防かび剤などが挙げられる。特に、本発
明においては、硬質塩化ビニル系樹脂組成物での利用価
値が高い。

【００２２】ドライブレンド品は、粉体搬送機（押出
機）（１）のホッパー（２）から、加熱用ヒーター（４
ａ）、（４ｂ）、（４ｃ）により所定温度に設定された
シリンダー（３）に投入され、ギアポンプハウジング
（１２）の一部に設けられた樹脂流路穴（一段目の対ギ
ア（１３）の入口）まで挿入されているスクリュー
（６）により、ギアポンプ（１０）に圧入される。この
際、ドライブレンド品のギアポンプ（１０）への圧入
は、ギアポンプ（１０）での剪断発熱を防止するため、
粉状体のまま又は未溶融状態で行なうことが重要であ
る。

【００２３】ダイアダプター（１９）を経てダイハウジ
ング（２１）に送られた樹脂は、ダイプレート（２６）
に削設されたダイ孔（３０）から押し出されて造粒され
る。造粒法としては、ダイプレート（２６）に沿って接
触回転するカッターで切断する方法（ホットカット
法）、ダイ孔（３０）から押し出されたストランド又は
シートを冷却した後に切断する方法などが採用される。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。

【００２５】実施例１ 図１に示す構造であり且つ粉体搬送機（１）として押出
機を備え、表１に示す仕様を有する製造装置により、表
２に示す塩化ビニル系樹脂粉状体（ドライブレンド品）
から粒状体を製造した。造粒はホットカット法を採用し
た。連続運転の条件および結果を表３に示した。また、
得られた粒状体を後述の方法で評価し、結果を表４に示
した。なお、表３及び表４中、実施例１の結果は実験Ｎ
ｏ．１〜５として記されている。

【００２６】

【表１】 ＜スクリュー（６）＝斜軸型２軸＞ 先端部の外径：70ｍｍ、軸径：40ｍｍ、溝部全長：900ｍｍ ＜シリンダー（３）＞ 粉体供給側長さ：800ｍｍ、ギアポンプハンジング（１２）側長さ：100ｍｍ ＜スクリュー（６）圧縮比＝1：2＞ ＜対ギア（１３）及び（１４）＞ ギア刃直径：125ｍｍ、刃幅：125ｍｍ、吐出量：755ｍｌ／ｒｐｍ

【００２７】

【表２】 塩化ビニル樹脂（平均重合度）：１００重量部 鉛系安定剤 ：３．０重量部 滑剤（ステアリン酸） ：２．３重量部 充填剤（炭酸カルシウム） ： １０重量部 加工助剤（アクリル系樹脂） ：３．０重量部

【００２８】（１）外観観察：押出ダイが装着された直
径４０ｍｍの単軸押出機を使用し、１６０℃、１７０
℃、１８０℃の各押出温度において、厚さ１ｍｍで幅３
０ｍｍのベルト状成形品を成形し、外観観察を行なっ
た。評価基準は、◎：極めて良好、○：良好、△：やや
不良、×：不良とした。

【００２９】（２）落錘衝撃試験：上記（１）で得られ
た各成形品に対し、５００ｇで１／８インチの重りを種
々の高さから落下させ、破壊に至った重りの落下高さを
測定した。

【００３０】比較例１ 図１に示す製造装置において、粉体搬送機（１）として
の押出機とギアポンプ（１０）とを分離し、シリンダー
（３）の長さをスクリュー溝部の全長までの長さとし、
その先端に接続管（長さ：３００ｍｍ）を接続ボルトで
固定し、そして、接続管の反対側にギアポンプ（１０）
を接続ボルトで固定して成る先行技術の製造装置を使用
し、前記の表２に示す塩化ビニル系樹脂粉状体（ドライ
ブレンド品）から粒状体を製造した。造粒はホットカッ
ト法を採用した。連続運転の条件および結果を表３に示
した。なお、上記の製造装置におけるその他の仕様は、
前記の表１と略同じである。また、得られた粒状体を実
施例１と同様の方法で評価し、結果を表４に示した。な
お、表３及び表４中、比較例１の結果は実験Ｎｏ．６〜
１０として記されている。

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】表３に示す結果から明らかな通り、本発明
の装置（実験Ｎｏ．１〜５）によれば、運転時間に影響
されずに常に吐出量が一定であるが、先行技術の装置の
場合（実験Ｎｏ．６〜１０）、接続管中の樹脂の移動が
悪いため運転時間の経過と共に吐出量が低下する。運転
終了後の分解掃除の結果、接続管の側壁に長時間滞留に
よって変色した樹脂膜が観察されたことから、接続管の
有効流路面積が運転中に漸次に狭くなる結果として吐出
量が低下すると判断される。また、表４に示す結果から
明らかな通り、二次加工時における成形品の表面外観お
よび物性は、本発明の装置（実験Ｎｏ．１〜５）によれ
ば殆ど低下しないが、先行技術の装置の場合（実験Ｎ
ｏ．６〜１０）は大幅に低下する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、造粒時に
低温で十分に混練された塩化ビニル系樹脂粒状体を長時
間に亘って安定して製造することが出来る塩化ビニル系
樹脂粒状体の製造装置および当該製造装置を使用した塩
化ビニル系樹脂粒状体の製造方法が提供され、本発明の
工業的価値は顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塩化ビニル系樹脂粒状体の製造装
置の一例の断面説明図

【符号の説明】

１：粉体搬送機 ２：ホッパー ３：シリンダー ４ａ、４ｂ、４ｃ：加熱用ヒーター ６：スクリュー ７：ブラケット ８：ブラケット取付ボルト ９：シリンダー取付ボルト １０：ギアポンプ １１：接続ボルト １２：ギアポンプハウジング １３：対ギア １４：対ギア １５：ギアポンプ温度調節機構 １６：ギア軸 １７ａ：樹脂圧力計 １８ａ：樹脂温度計 １７ｂ：は樹脂圧力計 １８ｂ：樹脂温度計 １９：ダイアダプター ２０：ダイアダプターボルト ２１：ダイハウジング ２２：冷・熱媒体配管 ２３：ダイハウジングボルト ２４：センターコア ２５：センターコアースリーブ ２６：ダイプレート ２７：ダイプレートナット ２８：センターコア用冷・熱媒体配管 ２９：ダイプレートボルト ３０：ダイ孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ギアポンプと粉体搬送機とを直接的に一
   体化して成ることを特徴とする塩化ビニル系樹脂粒状体
   の製造装置。
2. 【請求項２】 ギアポンプハウジングの樹脂流路穴の内
   径を粉体搬送機としての押出機のシリンダーの内径と同
   一寸法の延長線上に位置する様な大きさとし、そして、
   ギアポンプハウジングの内部にまで押出機のスクリュー
   の先端を位置させることにより、ギアポンプハウジング
   内部の対ギアの入口までシリンダーの一部を形成して成
   る請求項１に記載の製造装置。
3. 【請求項３】 塩化ビニル系樹脂粉状体をそのまま又は
   未溶融状態でギアポンプに圧入し、ギアポンプ内で剪断
   混合を行なって押出造粒するに際し、請求項１又は２に
   記載の製造装置を使用することを特徴とする塩化ビニル
   系樹脂粒状体の製造方法。